Valtuuskunnille toimitetaan oheisena asiakirja D045884/03 LIITE 3 OSA 3/3.

Transkriptio

1 Euroopan unionin neuvosto Bryssel, 17. tammikuuta 2017 (OR. en) 5365/17 ADD 4 ENT 13 ENV 28 MI 46 SAATE Lähettäjä: Euroopan komissio Saapunut: 16. tammikuuta 2017 Vastaanottaja: Neuvoston pääsihteeristö Kom:n asiak. nro: D045884/03 LIITE 3 OSA 3/3 Asia: LIITE asiakirjaan Komission asetus moottoriajoneuvojen tyyppihyväksynnästä kevyiden henkilö- ja hyötyajoneuvojen päästöjen (Euro 5 ja Euro 6) osalta ja ajoneuvojen korjaamiseen ja huoltamiseen tarvittavien tietojen saatavuudesta annetun Euroopan parlamentin ja neuvoston asetuksen (EY) N:o 715/2007 täydentämisestä, Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivin 2007/46/EY, komission asetuksen (EY) N:o 692/2008 ja komission asetuksen (EU) N:o 1230/2012 muuttamisesta ja asetuksen (EY) N:o 692/2008 kumoamisesta Valtuuskunnille toimitetaan oheisena asiakirja D045884/03 LIITE 3 OSA 3/3. Liite: D045884/03 LIITE 3 OSA 3/3 5365/17 ADD 4 ts DGG3A FI

2 EUROOPAN KOMISSIO Bryssel XXX D045884/03 [ ](2016) XXX draft ANNEX 3 PART 3/3 LIITE asiakirjaan Komission asetus moottoriajoneuvojen tyyppihyväksynnästä kevyiden henkilö- ja hyötyajoneuvojen päästöjen (Euro 5 ja Euro 6) osalta ja ajoneuvojen korjaamiseen ja huoltamiseen tarvittavien tietojen saatavuudesta annetun Euroopan parlamentin ja neuvoston asetuksen (EY) N:o 715/2007 täydentämisestä, Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivin 2007/46/EY, komission asetuksen (EY) N:o 692/2008 ja komission asetuksen (EU) N:o 1230/2012 muuttamisesta ja asetuksen (EY) N:o 692/2008 kumoamisesta FI FI

3 Lisäys 6 Ajomatkan dynaamisten olosuhteiden todentaminen ja lopullisten RDE-päästötulosten laskeminen menetelmällä 2 (Power Binning) 1. JOHDANTO Tässä lisäyksessä kuvataan tietojen arviointia teholuokkien jaotteluun perustuvalla nk. power binning -menetelmällä, jota kutsutaan tässä lisäyksessä standardoidun tehofrekvenssin (SPF) suhteen tehdyksi normalisoiduksi arvioinniksi. 2. SYMBOLIT, PARAMETRIT JA YKSIKÖT a ref... vertailukiihtyvyys parametrille P drive [0,45 m/s²] D WLTC... WLTC-syklistä saatu Velinen leikkaus f 0, f 1, f 2... ajovastuskertoimet, yksikköinä [N], [N/(km/h)], [N/(km/h)²] i... hetkellisten mittausten aika-askel, vähimmäiserotuskyky 1 Hz j... pyöräteholuokka, j = 1 9 k... aika-askel 3 sekunnin liikkuvien keskiarvojen osalta k WLTC WLTC-syklistä saatu Veline-kulmakerroin m gas, i... pakokaasun kaasukomponentin (gas) hetkellinen massa aika-askeleessa i, hiukkasmäärän tapauksessa [#/s] m gas, 3s, k... pakokaasun kaasukomponentin (gas) 3 sekunnin liikkuva keskimääräinen massavirta aika-askeleessa k resoluution ollessa 1 Hz, hiukkasmäärän tapauksessa [#/s] m gas,j... pakokaasun kaasukomponentin keskimääräinen päästöarvo pyöräteholuokassa j, hiukkasmäärän tapauksessa [#/s] m gas,u... pakokaasun kaasukomponentin painotettu päästöarvo osaotoksessa, jonka muodostavat kaikki sekunnit i, joissa v i < 60 km/h, g/s, hiukkasmäärän tapauksessa [#/s] M w gas,d... pakokaasun kaasukomponentin (gas) ajomatkakohtaiset painotetut päästöt koko ajomatkan osalta [g/km], hiukkasmäärän tapauksessa [#/km] M w PN,d... pakokaasun hiukkasmääräkomponentin (PN) ajomatkakohtaiset painotetut päästöt koko ajomatkan osalta [#/km], 196

4 M w,gas,d,u... pakokaasun kaasukomponentin painotetut ajomatkakohtaiset päästöarvot osaotoksessa, jonka muodostavat kaikki sekunnit i, joissa v i < 60 km/h, [g/km] M w,pn,d,u... pakokaasun hiukkasmääräkomponentin (PN) painotetut ajomatkakohtaiset päästöarvot osaotoksessa, jonka muodostavat kaikki sekunnit i, joissa v i < 60 km/h, [#/km] p... WLTC-syklin vaihe (pieni, keskisuuri, suuri ja erittäin suuri), p = 1 4 P drag... moottorin vastusteho Veline-tarkastelutavassa, kun polttoaineen ruiskutus on nolla [kw] P rated... valmistajan ilmoittama moottorin suurin nimellisteho [kw] P required,i... ajoneuvon ajovastuksen ja inertian voittamiseen tarvittava teho aika-askeleessa i [kw] P r,,i... sama kuin edellä määritelty P required,i, käytetään pitemmissä yhtälöissä P wot( n norm)... täyden kuormituksen tehokäyrä [kw] P c,j... pyöräteholuokan rajat luokassa j, [kw] (P c,j, lower bound edustaa alarajaa ja P c,j, upper bound ylärajaa) P c,norm, j... pyöräteholuokan rajat luokassa j normalisoituna tehon arvona [-] P r, i... tehontarve ajoneuvon pyörännavoissa ajovastuksen voittamiseksi aika-askeleessa i [kw] P w, 3s,k... 3 sekunnin liikkuva keskimääräinen tehontarve ajoneuvon pyörännavoissa ajovastuksen voittamiseksi aika-askeleessa k erotuskyvyn ollessa 1 Hz [kw] P drive... tehontarve ajoneuvon pyörännavoissa vertailunopeudessa ja -kiihtyvyydessä [kw] P norm... normalisoitu tehontarve pyörännavoissa [-] t i... kokonaisaika aika-askeleessa i [s] t c,j... aikaosuus pyöräteholuokassa j [%] ts... WLTC-jakson p alkamisaika [s] te... WLTC-jakson p päättymisaika [s] TM... ajoneuvon testimassa [kg] jaksoittain määritettynä: todellinen testipaino PEMS-testin aikana, NEDC-ajosyklin inertialuokan paino tai WLTP-massat (TM L, TMH tai TM ind ) SPF... standardoitu tehofrekvenssi v i... ajoneuvon todellinen nopeus aika-askeleessa i [km/h] v j... ajoneuvon keskinopeus pyöräteholuokassa j [km/h] v ref... vertailunopeus parametrille P drive [70 km/h] 197

5 v 3s,k... ajoneuvon nopeuden 3 sekunnin liikkuva keskiarvo aika-askeleessa k [km/h] v U... ajoneuvon keskinopeus pyöräteholuokassa j, [km/h] 3. MITATTUJEN PÄÄSTÖJEN ARVIOINTI KÄYTTÄEN STANDARDOITUA PYÖRÄTEHOFREKVENSSIÄ Power binning -menetelmässä käytetään hetkellisiä epäpuhtauspäästöjä m gas, i (g/s), jotka lasketaan lisäyksen 4 mukaisesti. Arvot m gas, i luokitellaan testiajoneuvon vastaavan pyörätehon mukaisesti, ja teholuokkakohtaiset keskimääräiset päästöt painotetaan normaalilla tehojakaumalla, jotta saadaan testin päästöarvot seuraavien kohtien mukaisesti Todellisen pyörätehon lähteet Todellinen pyöräteho P r,i on kokonaisteho, joka tarvitaan ilmanvastuksen, vierintävastuksen ja tien pystykaltevuuden voittamiseen ja ajoneuvon pitkittäissuuntaisen inertian ja pyörien rotaatioinertian aikaansaamiseen. Kun pyörätehon signaali mitataan ja kirjataan, käytetään vääntömomenttisignaalia, joka täyttää lisäyksessä 2 olevassa 3.2 kohdassa vahvistetut lineaarisuusvaatimukset. Mittauksen vertailupisteenä ovat vetävien pyörien navat. Vaihtoehtoisesti todellinen pyöräteho voidaan määrittää hetkellisistä hiilidioksidipäästöistä tämän lisäyksen 4 kohdassa esitetyn menettelyn mukaisesti Hetkellisten testitietojen liikkuvien keskiarvojen laskenta Kolmen sekunnin liikkuvat keskiarvot lasketaan kaikista relevanteista hetkellisistä testitiedoista, jotta vähennetään mahdollisesti epätäydellisen ajallisen yhdenmukaistamisen vaikutuksia päästön massavirran ja pyörätehon välillä. Liikkuvat keskiarvot lasketaan 1 Hz:n taajuudella: mm gggggg,3333,kk = PP ww,3333,kk = vv 3333,kk = kk+22 ii=kk mm gggggg,ii 33 kk+22 ii=kk PP ww,ii 33 kk+22 ii=kk vv ii 33 jossa k... aika-askel liikkuvien keskiarvojen osalta i... hetkellisistä testitiedoista saatu aika-askel 198

6 3.3. Liikkuvien keskiarvojen luokitus kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksiin Standardoitu tehofrekvenssi määritetään kaupunkiajon ja koko ajomatkan osalta (ks. 3.4 kohta), ja päästöistä tehdään erillinen arviointi koko ajomatkan ja kaupunkiosuuden osalta. Ajomatkan kaupunkiosuuden myöhemmin tehtävää arviointia varten määritetään ne 3.2 kohdan mukaisesti lasketut kolmen sekunnin liikkuvat keskiarvot, jotka edustavat kaupunkiolosuhteita, käyttäen taulukossa 1-1 määriteltyjen nopeusalueiden mukaisesti laskettua nopeussignaalin (v 3s,k ) kolmen sekunnin liikkuvaa keskiarvoa. Koko ajomatkan arvioimiseen käytettävän otoksen on edustettava kaikkia nopeusalueita kaupunkiajo mukaan luettuna. Taulukko 1-1 Nopeusalueet testitietojen jakamiseksi kaupunki-, maantie- ja moottoritieolosuhteisiin power binning -menetelmässä Kaupunkiajo Maantieajo (1) Moottoritieajo (1) v i [km/h] 60 > 60 mutta 90 > 90 (1).Ei käytetä tämänhetkisessä lakisääteisessä arvioinnissa Pyöräteholuokkien määrittely päästöluokitusta varten Teholuokat ja vastaavat teholuokkien aikaosuudet tavanomaisessa ajossa määritetään normalisoiduille tehon arvoille, jotka edustavat kaikkia kevyitä hyötyajoneuvoja (taulukko 1). Taulukko 1 Normalisoidut standardoidut tehofrekvenssit kaupunkiajoa varten ja koko ajomatkan painotettua keskiarvoa varten, kun koko ajomatkasta 1/3 on kaupunkiajoa, 1/3 maantieajoa ja 1/3 moottoritieajoa Teho- P c,norm,j [-] Kaupunkiajo Koko ajomatka luokka nro yli enintään Aikaosuus t C,j 1-0,1 21,9700 % 18,5611 % 2-0,1 0,1 28,7900 % 21,8580 % 3 0,1 1 44,0000 % 43,4582 % 4 1 1,9 4,7400 % 13,2690 % 199

7 5 1,9 2,8 0,4500 % 2,3767 % 6 2,8 3,7 0,0450 % 0,4232 % 7 3,7 4,6 0,0040 % 0,0511 % 8 4,6 5,5 0,0004 % 0,0024 % 9 5,5 0,0003 % 0,0003 % Taulukon 1 sarakkeet P c,norm on denormalisoitava kertomalla ne parametrilla P drive, joka on testattavan ajoneuvon todellinen pyöräteho alustadynamometrillä tyyppihyväksyntäasetuksissa v ref ja a ref. P c,j [kw] = P c,norm, j * P drive PP dddddddddd = vv rrrrrr 3,6 ff 0 + ff 1 vv rrrrrr + ff 2 vv rrrrrr 2 + TTTT NNNNNNNN aa rrrrrr 0,001 jossa j on taulukon 1 mukainen teholuokan indeksi Ajovastuskertoimet f 0, f 1 ja f 2 on hyvä laskea pienimmän neliösumman regressioanalyysillä seuraavasti: P Corrected /v = f 0 + f 1 x v + f 2 x v 2 jossa (P Corrected /v) on ajovastusvoima ajoneuvon nopeudella v E-säännön nro 83 (muutossarja 07) liitteen 4 a lisäyksessä 7 olevassa kohdassa määritellyssä NEDC-testisyklissä TM NEDC on ajoneuvon inertialuokka tyyppihyväksyntätestissä [kg] Pyöräteholuokkien korjaus Korkein huomioon otettava pyöräteholuokka on taulukon 1 korkein luokka, joka sisältää arvot (P rated x 0,9). Kaikkien laskennan ulkopuolelle jäävien luokkien aikaosuudet lisätään korkeimpaan jäljelle jäävään luokkaan. Kustakin arvosta P c,norm,j lasketaan vastaava P c,j testattavan ajoneuvon pyöräteholuokan ylä- ja alarajan (kw) määrittämiseksi kuvan 1 mukaisesti. 200

8 Kuva 1 Kaaviokuva normalisoidun standardoidun tehofrekvenssin muuntamisesta ajoneuvokohtaiseksi tehofrekvenssiksi Seuraavassa esitetään esimerkki tällaisesta denormalisoinnista. Esimerkki syöttötiedoista: Parametri Arvo f 0 [N] 79,19 f 1 [N/(km/h)] 0,73 f 2 [N/(km/h)²] 0,03 TM [kg] 1470 P rated [kw] 120 (Esimerkki 1) P rated [kw] 75 (Esimerkki 2) Vastaavat tulokset (ks. taulukot 2 ja 3): P drive = 70[km/h]/3,6*(79,19+0,73[N/(km/h)]*70[km/h]+0,03[N/(km/h)²]*(70[km/h])²+1 470[kg]*0,45[m/s²])*0,001 P drive = 18,25 kw 201

9 Taulukko 2 Denormalisoidut standardoidut tehofrekvenssit taulukosta 1 (esimerkkiä 1 varten) Teho- P c,j [kw] Kaupunkiajo Koko ajomatka luokka nro yli enintään Aikaosuus t C,j [%] 1 Kaikki < - 1,825-1,825 21,97 % 18,5611 % 2-1,825 1,825 28,79 % 21,8580 % 3 1,825 18,25 44,00 % 43,4583 % 4 18,25 34,675 4,74 % 13,2690 % 5 34,675 51,1 0,45 % 2,3767 % 6 51,1 67,525 0,045 % 0,4232 % 7 67, ,004 % 0,0511 % 8 83,95 100,375 0,0004 % 0,0024 % 9 (1) 100,375 Kaikki > 100,375 0,00025 % 0,0003 % (1) Korkein huomioon otettava pyöräteholuokka on se, joka sisältää arvon 0,9 x P rated. Tässä 0,9 x 120 = 108. Taulukko 3 Denormalisoidut standardoidut tehofrekvenssit taulukosta 1 (esimerkkiä 2 varten) Teho- P c,j [kw] Kaupunkiajo Koko ajomatka luokka nro yli enintään Aikaosuus t C,j [%] 1 Kaikki < - 1,825-1,825 21,97 % 18,5611 % 2-1,825 1,825 28,79 % 21,8580 % 3 1,825 18,25 44,00 % 43,4583 % 4 18,25 34,675 4,74 % 13,2690 % 202

10 5 34,675 51,1 0,45 % 2,3767 % 6 (1) 51,1 0,04965 % 0,4770 % 7 67,525 83, ,95 100, ,375 Kaikki > 100,375 (1) Korkein huomioon otettava pyöräteholuokka on se, joka sisältää arvon 0,9 x P rated. Tässä 0,9 x 75 = 67, Liikkuvien keskiarvojen luokitus Lisäyksessä 4 olevan 4.4 kohdan mukaisesti määritellyt kylmäkäynnistyspäästöt jätetään pois seuraavasta arvioinnista. Kukin 3.2 kohdan mukaisesti laskettu liikkuva keskiarvo on sijoitettava siihen denormalisoituun pyöräteholuokkaan, johon todellinen 3 sekunnin liikkuva keskimääräinen pyörän teho P w,3s,k sopii. Denormalisoitujen pyöräteholuokkien rajat lasketaan 3.3 kohdan mukaisesti. Luokitus tehdään kaikkien 3 sekunnin liikkuvien keskiarvojen osalta koko validia ajomatkaa koskevista tiedoista, mukaan luettuina kaikki kaupunkiajo-osuudet. Lisäksi kaikki liikkuvat keskiarvot, jotka on taulukossa 1-1 määriteltyjen rajanopeuksien perusteella luokiteltu kaupunkiajoon kuuluviksi, luokitellaan yhteen kaupunkiajon teholuokkajoukkoon riippumatta siitä, milloin ajomatkan aikana liikkuva keskiarvo esiintyi. Tämän jälkeen lasketaan kaikkien 3 sekunnin liikkuvien keskiarvojen keskiarvo parametrikohtaisesti kussakin pyöräteholuokassa. Seuraavassa esitettäviä yhtälöitä sovelletaan kerran kaupunkiajon tietosarjaan ja kerran koko tietosarjaan. Kolmen sekunnin liikkuvien keskiarvojen luokitus teholuokkaan j (j = 1 9): tällöin päästö- ja nopeusluokan indeksi = j Kolmen sekunnin liikkuvien keskiarvojen lukumäärä lasketaan kussakin teholuokassa: 203

11 tällöin tapaukset j = n + 1 (tapaukset j ilmaisee 3 sekunnin liikkuvien päästökeskiarvojen lukumäärän yhdessä teholuokassa, jotta vähimmäiskattavuusvaatimukset voidaan myöhemmin tarkistaa) 3.6. Teholuokkien kattavuuden ja tehojakauman normaalisuuden tarkistaminen Jotta testi olisi validi, yksittäisten pyöräteholuokkien aikaosuuksien on oltava taulukossa 4 esitetyissä vaihteluväleissä. Taulukko 4 Validin testin vähimmäis- ja enimmäisosuudet teholuokkaa kohden P c,norm,j [-] Koko ajomatka Kaupunkiajo-osuudet Teholuokk a nro yli enintään alaraja yläraja alaraja yläraja Summa (1) 0,1 15 % 60 % 5 % (1) 60 % 3 0, % 50 % 28 % 50 % 4 1 1,9 7 % 25 % 0,7 % 25 % 5 1,9 2,8 1,0 % 10 % tapauksia > 5 5 % 6 2,8 3,7 tapauksia > 5 2,5 % 0 % 2 % 7 3,7 4,6 0 % 1,0 % 0 % 1 % 8 4,6 5,5 0 % 0,5 % 0 % 0,5 % 9 5,5 0 % 0,25 % 0 % 0,25 % (1) Moottorin käyttöolosuhteet ja olosuhteet pienellä teholla yhteensä. Jotta otoskoko olisi riittävä, edellytetään taulukon 4 vaatimusten lisäksi vähintään viittä tapausta kokonaisajomatkalta kussakin pyöräteholuokassa siihen luokkaan saakka, jossa teho on 90 prosenttia nimellistehosta. Kaupunkiajo-osuuden osalta edellytetään vähintään viittä tapausta kussakin pyöräteholuokassa luokkaan 5 asti. Jos teholuokkaa 5 suurempien luokkien tapauksia on kaupunkiajo-osuudella alle 5, luokan keskimääräiseksi päästöarvoksi otetaan nolla. 204

12 3.7. Mitattujen arvojen keskiarvon määrittäminen pyöräteholuokittain Määritetään pyöräteholuokkiin sijoitettujen liikkuvien keskiarvojen keskiarvot seuraavasti: mm gggggg,jj = aaaaaa kk iiii cccccccccc mm jj gggggg,3333,kk cccccccccccc jj vv jj = aaaaaa kk iiii cccccccccc jj vv 3333,kk cccccccccccc jj jossa j... on taulukon 1 mukainen pyöräteholuokka 1 9 mm gggggg,jj... on pakokaasun kaasukomponentin keskimääräinen päästöarvo pyöräteholuokassa (erilliset arvot kokonaisajomatkan ja kaupunkiajoosuuksien tiedoilla) vv jj... on keskinopeus pyöräteholuokassa (erilliset arvot kokonaisajomatkan ja kaupunkiajo-osuuksien tiedoilla) [km/h] k... aika-askel liikkuvien keskiarvojen osalta 3.8. Keskiarvojen painottaminen pyöräteholuokittain Kunkin pyöräteholuokan keskiarvot kerrotaan taulukon 1 mukaisella luokkakohtaisella aikaosuudella t C,j ja lasketaan yhteen, jolloin saadaan kunkin parametrin painotettu keskiarvo. Tämä arvo edustaa ajomatkan painotettua tulosta standardoiduilla tehofrekvensseillä. Painotetut keskiarvot lasketaan kaupunkiajo-osuutta koskevien testitietojen osalta käyttämällä kaupunkiajon tehojakauman aikaosuuksia ja kokonaisajomatkan osalta käyttämällä kokonaisajomatkan aikaosuuksia. Seuraavassa esitettäviä yhtälöitä sovelletaan kerran kaupunkiajon tietosarjaan ja kerran koko tietosarjaan. mm gggggg = 99 jj=11 mm gggggg,jj tt cc,jj 99 vv = vv jj tt cc,jj jj= Painotettujen ajomatkakohtaisten päästöarvojen laskenta Testin aikana syntyvät aikaan perustuvat päästöjen painotetut keskiarvot muunnetaan ajomatkakohtaisiksi päästöarvoiksi kerran kaupunkiajon tietosarjan ja kerran koko tietosarjan osalta seuraavasti: Koko ajomatka: Kaupunkiosuus: MM ww,gggggg,dd = mm gggggg vv MM ww,gggggg,dd,uu = mm gggggg,uu vv UU 205

13 Hiukkasmäärän osalta sovelletaan samaa menetelmää kuin kaasumaisten epäpuhtauksien tapauksessa. Parametrin mm PPPP tapauksessa yksikkönä on kuitenkin [#/s] ja parametrin M w,pn tapauksessa [#/km]. Koko ajomatka: MM ww,pppp,dd = mm PPPP vv Kaupunkiosuus: MM ww,pppp,dd,uu = mm PPPP vv UU 4. PYÖRÄTEHON ARVIOIMINEN HETKELLISESTÄ CO 2 -MASSAVIRRASTA Pyöräteho (P w,i ) voidaan laskea mitatusta CO 2 -massavirrasta 1 hertsin taajuudella. Laskennassa käytetään ajoneuvokohtaisen CO 2 :n lineaariyhtälöitä (Veline). Veline lasketaan WLTC-sykliä käyttävästä ajoneuvon tyyppihyväksyntätestistä menettelyllä, joka kuvataan UNECE:n maailmanlaajuisessa teknisessä säännössä nro 15 kevyiden hyötyajoneuvojen kansainvälinen yhdenmukaistettu testimenettely (ECE/TRANS/180/Add.15). Lasketaan WLTC-vaihekohtainen keskimääräinen pyöräteho 1 hertsin taajuudella käytetystä nopeudesta ja alustadynamometrin asetuksista. Kaikki vastustehoa pienemmät pyörätehoarvot asetetaan vastustehoarvoon. jolloin PP ww,ii = vv ii 33, 66 ff 00 + ff 11 vv ii + ff 22 vv ii 22 + TTTT aa ii 00, f 0, f 1, f 2... ovat ajoneuvolle tehdyssä WLTP-testissä käytetyt ajovastuskertoimet TM... on ajoneuvon testimassa WLTP-testissä [kg] PP dddddddd = 0.04 PP rrrrrrrrrr iiii PP ww,ii < PP dddddddd ttheeee PP ww,ii = PP dddddddd Lasketaan WTLC-vaihekohtainen keskiteho 1 hertsin pyörätehosta seuraavasti: = PP ww,pp tttt jj=tttt PP ww,ii tttt tttt jolloin p ts te on WLTC-syklin vaihe (pieni, keskisuuri, suuri ja erittäin suuri) on WLTC-jakson p alkamisaika [s] on WLTC-jakson p päättymisaika [s] 206

14 Määritetään lineaarinen regressio, jossa y-akselilla on WLTC:ssä määritetyistä näytepussiarvoista saatu CO 2 -massavirta ja x-akselilla vaihekohtainen keskimääräinen pyöräteho P w,p, kuten kuvassa 2 esitetään. Tuloksena saatava Veline-yhtälö määrittelee CO 2 -massavirran pyörätehon funktiona: CCCC 2 ii = kk WWWWWWWW XX PP ww,ii + DD WWWWWWWW CO 2 [g/h] jossa k WLTC... on Veline-kulmakerroin WLTC-syklistä [g/kwh] D WLTC... on Velinen leikkauspiste WLTC-syklistä [g/h] Kuva 2 Kaavio ajoneuvokohtaisen Veline-lineaariyhtälön määrittämiseksi WLTC-syklin neljän vaiheen CO2-testituloksista Todellinen pyöräteho lasketaan mitatusta CO 2 -massavirrasta seuraavasti: jolloin CO 2 [g/h] PP ww,ii = CCOO2 ii DD WWWWWWWW kk WWWWWWWW 207

15 P W,j in [kw] Edellä esitetyllä yhtälöllä voidaan määrittää P Wi käytettäväksi mitattujen päästöjen luokittelussa 3 kohdassa kuvatusti, kun laskennassa käytetään seuraavia lisäehtoja: (I) jos v i < 0,5 ja jos a i < 0, P w,i = 0 v [m/s] (II) jos CO2 i < 0,5 X D WLTC, P w,i = P drag Aika-askelissa, joissa (I) ja (II) toteutuvat, sovelletaan ehtoa (II). 208

16 Lisäys 7 Ajoneuvojen valitseminen PEMS-testaukseen ensimmäisessä tyyppihyväksynnässä 1. JOHDANTO PEMS-testejä ei niiden erityispiirteiden vuoksi tarvitse tehdä kaikille ajoneuvotyypeille päästöjen sekä korjaus- ja huoltotietojen osalta (kuten tämän asetuksen 2 artiklan 1 kohdassa vahvistetaan); tästä käytetään jäljempänä nimitystä ajoneuvon päästötyyppi. Ajoneuvon valmistaja voi koota useita ajoneuvon päästötyyppejä PEMS-testiperheeksi 3 kohdan vaatimusten mukaisesti. Tämä on validoitava 4 kohdan vaatimusten mukaisesti. 2. SYMBOLIT, PARAMETRIT JA YKSIKÖT N ajoneuvon päästötyyppien määrä NT ajoneuvon päästötyyppien vähimmäismäärä PMR H kaikkien PEMS-testiperheen ajoneuvojen suurin tehon ja massan suhde PMR L kaikkien PEMS-testiperheen ajoneuvojen pienin tehon ja massan suhde V_eng_max kaikkien PEMS-testiperheen ajoneuvojen suurin moottoritilavuus 3. PEMS-TESTIPERHEEN MUODOSTAMINEN PEMS-testiperheeseen kuuluvien ajoneuvojen päästöominaisuudet ovat samat. Valmistajan valinnan mukaan PEMS-testiperheeseen voidaan sisällyttää ajoneuvon päästötyyppejä vain siinä tapauksessa, että ne ovat identtisiä 3.1 ja 3.2 kohdassa esitettyjen ominaisuuksiensa osalta. 209

17 3.1. Hallinnolliset kriteerit Hyväksyntäviranomainen, joka myöntää tyyppihyväksynnän päästöjen osalta asetuksen (EY) N:o 715/2007 mukaisesti Yksittäinen ajoneuvon valmistaja Tekniset kriteerit Käyttövoimatyyppi (esim. polttomoottori, hybridisähköajoneuvo, ladattava hybridisähköajoneuvo) Polttoainetyypit (esim. bensiini, dieselöljy, nestekaasu, maakaasu). Kaksi- tai monipolttoaineajoneuvot voidaan sijoittaa samaan ryhmään muiden sellaisten ajoneuvojen kanssa, joiden kanssa niillä on yksi yhteinen polttoaine Palamisprosessi (esim. kaksitahtinen, nelitahtinen) Sylinterimäärä Sylinterilohkon muoto (esim. rivimoottori, V-moottori, tähtimoottori, vastaiskumoottori) Moottorin tilavuus Ajoneuvon valmistajan on määritettävä arvo V_eng_max (eli kaikkien PEMStestiperheen ajoneuvojen suurin moottoritilavuus). PEMS-testiperheen ajoneuvojen moottoritilavuus saa poiketa arvosta V_eng_max enintään 22 prosenttia, jos V_eng_max cm 3, ja enintään 32 prosenttia, jos V_eng_max < cm Polttoaineensyöttömenetelmä (esim. epäsuora, suora tai yhdistetty ruiskutus) Jäähdytysjärjestelmä (esim. ilma, vesi, öljy) Moottorin kaasunvaihto, kuten vapaasti hengittävä tai ahdettu ja ahtimen tyyppi (esim. ulkoinen käyttövoima, yksittäinen tai rinnakkaisahdin, muuttuvageometrinen ahdin) Pakokaasun jälkikäsittelyjärjestelmän komponenttien tyypit ja järjestys (esim. kolmitiekatalysaattori, hapetuskatalysaattori, LNT, SCR, LNC, hiukkasloukku) Pakokaasujen takaisinkierrätys (on/ei, sisäinen/ulkoinen, jäähdytetty/jäähdyttämätön, matalapaine/korkeapaine) 3.3. PEMS-testiperheen laajentaminen PEMS-testiperhettä voidaan laajentaa lisäämällä siihen uusia ajoneuvon päästötyyppejä. Myös laajennetun PEMS-testiperheen ja sen validoinnin on täytettävä 3 ja 4 kohdan vaatimukset. Tällöin voidaan erityisesti edellyttää lisäajoneuvojen PEMS-testaamista, jotta laajennettu PEMS-testiperhe voidaan validoida 4 kohdan mukaisesti. 210

18 3.4. Vaihtoehtoinen PEMS-testiperhe Vaihtoehtona kohdan soveltamiselle ajoneuvon valmistaja voi määritellä PEMS-testiperheen, joka on identtinen yksittäisen ajoneuvon päästötyypin kanssa. Tällöin ei sovelleta kohdan vaatimusta PEMS-testiperheen validoimiseksi. 4. PEMS-TESTIPERHEEN VALIDOINTI 4.1. PEMS-testiperheen validointiin sovellettavat yleiset vaatimukset Ajoneuvon valmistaja esittää hyväksyntäviranomaiselle PEMS-testiperheeseen kuuluvan edustavan ajoneuvon. Tutkimuslaitos tekee edustavalle ajoneuvolle PEMS-testin sen osoittamiseksi, että ajoneuvo täyttää tämän liitteen vaatimukset Hyväksyntäviranomainen valitsee tämän lisäyksen 4.2 kohdan vaatimusten mukaisesti lisäajoneuvot, joille tutkimuslaitos tekee PEMS-testin sen osoittamiseksi, että valitut ajoneuvot täyttävät tämän liitteen vaatimukset. Tekniset kriteerit lisäajoneuvon valitsemiseksi tämän lisäyksen 4.2 kohdan mukaisesti kirjataan testitulosten yhteyteen Hyväksyntäviranomaisen suostumuksella PEMS-testin voi tehdä myös toinen toimija tutkimuslaitoksen valvonnassa, kunhan tutkimuslaitos tekee vähintään tämän lisäyksen ja kohdassa vaaditut ajoneuvojen testit ja yhteensä vähintään 50 prosenttia tässä lisäyksessä PEMS-testiperheen validoimiseen vaadituista PEMStesteistä. Tällöin tutkimuslaitos vastaa kaikkien tämän liitteen vaatimusten mukaisesti tehtävien PEMS-testien asianmukaisesta suorittamisesta Tietyn ajoneuvon PEMS-testituloksia voidaan käyttää muiden PEMS-testiperheiden validoimiseen tämän lisäyksen vaatimusten mukaisesti, kun seuraavat edellytykset täyttyvät: Sama viranomainen hyväksyy kaikki validoitavien PEMS-testiperheiden ajoneuvot asetuksen (EY) N:o 715/2007 vaatimusten mukaisesti ja sallii kyseisen ajoneuvon PEMS-testitulosten käytön eri PEMS-testiperheiden validoimiseen. Kussakin validoitavassa PEMS-testiperheessä on ajoneuvon päästötyyppi, jota kyseinen tietty ajoneuvo vastaa. Kunkin validoinnin osalta sovellettavat vastuut kuuluvat asianomaisen perheen ajoneuvojen valmistajalle riippumatta siitä, oliko tämä valmistaja osallisena asianomaisen ajoneuvon päästötyypin PEMS-testauksessa Ajoneuvojen valinta PEMS-testaukseen validoitaessa PEMS-testiperhettä Valittaessa PEMS-testiperheestä ajoneuvoja olisi varmistettava, että PEMS-testissä katetaan seuraavassa lueteltavat epäpuhtauspäästöjen kannalta merkitykselliset tekniset ominaisuudet. Yksi 211

19 testattavaksi valittu ajoneuvo voi edustaa eri teknisiä ominaisuuksia. Ajoneuvot valitaan PEMStestiperheen validointia varten tehtävää PEMS-testausta varten seuraavasti: PEMS-testaukseen valitaan kunkin polttoaineyhdistelmän (esim. bensiininestekaasu, bensiini-maakaasu tai pelkkä bensiini) osalta, jolla jokin PEMStestiperheen ajoneuvoista voi toimia, vähintään yksi kyseisellä polttoaineyhdistelmällä toimiva ajoneuvo Valmistajan on määritettävä arvo PMR H (PEMS-testiperheen kaikkien ajoneuvojen suurin tehon ja massan suhde) ja arvo PMR L (PEMS-testiperheen kaikkien ajoneuvojen pienin tehon ja massan suhde). Tehon ja massan suhde vastaa tässä tämän asetuksen liitteen I lisäyksessä 3 olevassa kohdassa tarkoitetun polttomoottorin suurimman nettotehon ja asetuksen (EY) N:o 715/ artiklan 3 kohdassa määritellyn vertailumassan suhdetta. Testattavaksi valitaan PEMStestiperheestä ainakin yksi ajoneuvokonfiguraatio, joka edustaa täsmennettyä arvoa PMR H, ja yksi ajoneuvokonfiguraatio, joka vastaa täsmennettyä arvoa PMR L. Jos ajoneuvon tehon ja massan suhde poikkeaa enintään 5 prosenttia täsmennetystä arvosta PMR H tai PMR L, ajoneuvoa pidetään arvoa edustavana Testattavaksi valitaan ainakin yksi ajoneuvo kutakin PEMS-testiperheen ajoneuvoon asennettua voimansiirtotyyppiä (esim. käsivalintainen, automaattinen tai DCTvaihteisto) kohti Testattavaksi valitaan ainakin yksi nelipyörävetoinen ajoneuvo, jos PEMStestiperheessä on sellaisia ajoneuvoja Testataan ainakin yksi edustava ajoneuvo kutakin PEMS-perheeseen kuuluvaa moottoritilavuutta kohti Testattavaksi valitaan ainakin yksi ajoneuvo kutakin asennettujen pakokaasujen jälkikäsittelyjärjestelmän komponenttien määrää kohti Sen estämättä, mitä kohdassa säädetään, testattavaksi valitaan ainakin seuraava määrä PEMS-testiperheen ajoneuvon päästötyyppejä: 212

20 Ajoneuvon päästötyyppien lukumäärä N PEMStestiperheessä PEMS-testausta varten valittujen ajoneuvon päästötyyppien vähimmäismäärä NT NT = 3 + 0,1 x N (*) yli 49 NT = 0,15 x N (*) (*) NT pyöristetään seuraavaksi suurempaan kokonaislukuun. 5. RAPORTOINTI 5.1. Ajoneuvon valmistaja laatii PEMS-testiperheestä täyden kuvauksen, joka sisältää etenkin 3.2 kohdassa tarkoitetut tekniset kriteerit, ja toimittaa sen asiasta vastaavalle hyväksyntäviranomaiselle Valmistaja antaa PEMS-testiperheelle yksilöllisen tunnistenumeron, jonka muoto on MS-OEM-X-Y, ja ilmoittaa sen hyväksyntäviranomaiselle. MS on EYtyyppihyväksynnän myöntävän jäsenvaltion tunnusnumero, 1 OEM valmistajan 3- merkkinen tunnus, X alkuperäisen PEMS-testiperheen ilmoittava järjestysnumero ja Y laajennusten järjestysnumero (joka alkaa numerosta 0, kun PEMS-testiperhettä ei ole vielä laajennettu) Hyväksyntäviranomaisen ja ajoneuvon valmistajan on pidettävä yllä luetteloa PEMS-testiperheeseen kuuluvista ajoneuvojen päästötyypeistä päästöjä koskevien tyyppihyväksyntänumeroiden perusteella. Lisäksi ilmoitetaan kunkin päästötyypin osalta kaikki vastaavat ajoneuvon tyyppihyväksyntänumeroiden, tyyppien, varianttien ja versioiden yhdistelmät ajoneuvon EYvaatimustenmukaisuustodistuksen kohdissa 0.10 ja 0.2 määritellyn mukaisesti Hyväksyntäviranomaisen ja ajoneuvon valmistajan on pidettävä yllä luetteloa niistä ajoneuvon päästötyypeistä, jotka on valittu PEMS-testaukseen PEMS-testiperheen 1 1 Saksa, 2 Ranska, 3 Italia, 4 Alankomaat, 5 Ruotsi, 6 Belgia, 7 Unkari, 8 Tšekki, 9 Espanja, 11 Yhdistynyt kuningaskunta, 12 Itävalta, 13 Luxemburg, 17 Suomi, 18 Tanska, 19 Romania, 20 Puola, 21 Portugali, 23 Kreikka, 24 Irlanti, 25 Kroatia, 26 Slovenia, 27 Slovakia, 29 Viro, 32 Latvia, 34 Bulgaria, 36 Liettua, 49 Kypros, 50 Malta. 213

21 validoimiseksi 4 kohdan mukaisesti. Luettelossa on lisäksi annettava tarvittavat tiedot siitä, miten 4.2 kohdan valintakriteerit on otettu huomioon. Luettelossa on ilmoitettava myös, onko tiettyyn PEMS-testiin sovellettu kohdan säännöksiä. 214

22 Lisäys 7 a Koko ajomatkan dynaamisten olosuhteiden todentaminen 1. JOHDANTO Tässä lisäyksessä kuvaillaan laskentamenetelmät, joilla todennetaan koko ajomatkan dynaamiset olosuhteet, jotta voidaan määrittää ajodynamiikan yleinen liiallisuus tai puuttuminen kaupunki-, maantie- ja moottoritieajossa. 2. SYMBOLIT, PARAMETRIT JA YKSIKÖT RPA suhteellinen positiivinen kiihtyvyys Δ muutos > suurempi kuin suurempi tai yhtä suuri kuin % prosenttia < pienempi kuin pienempi tai yhtä suuri kuin a kiihtyvyys [m/s 2 ] aa ii kiihtyvyys aika-askeleessa i [m/s 2 ] aa pppppp positiivinen kiihtyvyys suurempi kuin 0,1 m/s 2 [m/s 2 ] aa pppppp,ii,kk positiivinen kiihtyvyys suurempi kuin 0,1 m/s 2 aika-askeleessa i ottaen huomioon kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuudet [m/s 2 ] aa rrrrrr kiihtyvyyden resoluutio [m/s 2 ] dd ii matka aika-askeleessa i [m] dd ii,kk matka aika-askeleessa i ottaen huomioon kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuudet [m] indeksi (i) diskreetti aika-askel indeksi (j) diskreetti aika-askel positiivisen kiihtyvyyden tiedostoissa indeksi (k) viittaa asianomaiseen luokkaan (t = yhteensä, u = kaupunkiajo, r = maantieajo, m = moottoritieajo) 215

23 M k otosten lukumäärä kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksilla, kun positiivinen kiihtyvyys on suurempi kuin 0,1 m/s 2 N k otosten kokonaismäärä kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksilla ja koko ajomatkalla RRRRRR kk suhteellinen positiivinen kiihtyvyys kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksilla [m/s 2 tai kws/(kg*km)] tt kk kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksien ja koko ajomatkan kesto [s] T4253H yhdistetyn datan tasain vv ajoneuvon nopeus [km/h] vv ii ajoneuvon todellinen nopeus aika-askeleessa i [km/h] vv ii,kk ajoneuvon todellinen nopeus aika-askeleessa i ottaen huomioon kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuudet [km/h] (vv a) ii ajoneuvon todellinen nopeus kiihtyvyyttä kohti aika-askeleessa i [m 2 /s 3 tai W/kg] (vv a pppppp ) jj,kk ajoneuvon todellinen nopeus arvoa 0,1 m/s 2 suurempaa positiivista kiihtyvyyttä kohti aika-askeleessa j ottaen huomioon kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuudet [m 2 /s 3 tai W/kg] vv aa pppppp kk _[95] ajoneuvon nopeuden ja arvoa 0,1 m/s 2 suuremman positiivisen kiihtyvyyden tulon 95. persentiili ottaen huomioon kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuudet [m 2 /s 3 tai W/kg] vv kk ajoneuvon keskimääräinen nopeus kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksilla [km/h] 3. AJOMATKAA KOSKEVAT INDIKAATTORIT 3.1. Laskelmat Tietojen esikäsittely Dynaamiset parametrit, kuten kiihtyvyys, vv aa pppppp tai RPA, määritetään nopeussignaalilla, jonka tarkkuus on 0,1 prosenttia nopeuden ollessa yli 3 km/h, ja näytteenottotaajuuden ollessa 1 Hz. Tarkkuusvaatimus täyttyy yleisesti pyörän (pyörimis)nopeusanturin antamilla signaaleilla. Nopeuskäyrä on tarkastettava virheellisten tai epäuskottavien osuuksien varalta. Ajoneuvon nopeuskäyrää kuvaavat tällaisilla osuuksilla askelet, hypyt, portaittaisuus tai puuttuvat arvot. Lyhyet virheelliset jaksot on korjattava esimerkiksi interpoloimalla data tai vertaamalla sekundaariseen nopeussignaaliin. Virheellisiä jaksoja sisältävät lyhyet ajomatkat voidaan vaihtoehtoisesti jättää pois seuraavaksi tehtävästä tietojen analysoinnista. Seuraavaksi asetetaan kiihtyvyysarvot nousevaan 216

24 järjestykseen, jotta voidaan määrittää kiihtyvyyden resoluutio a res = (kiihtyvyyden vähimmäisarvo > 0). Jos aa rrrrrr 0.01 mm/ss², ajoneuvon nopeuden mittaus on riittävän tarkka. Jos 0.01 mm/ss² < aa rrrrrr, tiedot tasoitetaan T4253H-Hanning-suodattimella. T4235-Hanning-suodatin suorittaa seuraavat laskelmat: Tasain aloittaa käyttämällä jatkuvaa mediaania 4, joka keskitetään jatkuvalla mediaanilla 2. Arvot tasoitetaan sen jälkeen uudelleen käyttämällä jatkuvaa mediaania 5, jatkuvaa mediaania 3 ja Hanning-suodatusta (liukuvat painotetut keskiarvot). Lasketaan jäännökset vähentämällä tasoitettu sarja alkuperäisestä sarjasta. Toistetaan koko prosessi lasketuilla jäännöksillä. Lasketaan lopuksi tasoitetut lopulliset nopeusarvot laskemalla yhteen prosessissa ensimmäisellä kerralla saadut tasoitetut arvot ja lasketut jäännökset. Täsmällinen nopeuskäyrä toimii perustana kohdassa kuvatuille lisälaskelmille ja jaottelulle (binning) Laskenta parametreille matka, kiihtyvyys ja vv aa Tehdään seuraavat laskelmat koko aikaperusteiselle nopeuskäyrälle (1 Hz:n resoluutio) sekunnista 1 sekuntiin tt tt (viimeinen sekunti). Lasketaan matkan lisäys otosta kohti seuraavasti: dd ii = vv ii /33. 66, ii = 11 tttt NN tt jossa d i on matka aika-askeleessa i [m] vv i on ajoneuvon todellinen nopeus aika-askeleessa i [km/h] NN t on otosten kokonaismäärä. Lasketaan kiihtyvyys seuraavasti: aa ii = vv ii+1 vv ii 1 (2 3,6), ii = 1 NN tt jossa aa ii on kiihtyvyys aika-askeleessa i [m/s 2 ]. Jos ii = 1: v i 1 = 0, jos ii = NN tt : v i+1 = 0. Lasketaan ajoneuvon nopeuden ja kiihtyvyyden tulo seuraavasti: (vv aa) ii = vv ii aa ii 3,6, ii = 1 NN tt jossa (vv a) ii on ajoneuvon todellisen nopeuden ja kiihtyvyyden tulo aika-askeleessa i [m 2 /s 3 tai W/kg] 217

25 Tulosten jaottelu (binning) Kun arvot aa ii ja (vv aa) ii on laskettu, asetetaan arvot vv ii, dd ii, aa ii ja (vv aa) ii nousevaan järjestykseen ajoneuvon nopeuden mukaan. Kaikki tiedostot, joissa vv ii 60kkkk/h, kuuluvat nopeusluokkaan kaupunkiajo, kaikki tiedostot, joissa 60kkkk/h < vv ii 90kkkk/h, kuuluvat nopeusluokkaan maantieajo, ja kaikki tiedostot, joissa vv ii > 90kkkk/h kuuluvat nopeusluokkaan moottoritieajo. Tiedostojen, joissa kiihtyvyysarvo aa ii > 0,1mm/ss 2, määrän on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin 150 kaikissa nopeusluokissa. Lasketaan kussakin nopeusluokassa ajoneuvon keskimääräinen nopeus vv kk seuraavasti: vv kk = ii vv ii,kk /NN kk, ii = 1 NN kk, kk = uu, rr, mm jossa NN kk on otosten kokonaismäärä kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksilla Arvon vv aa pppppp _[9999] laskeminen nopeusluokittain Lasketaan arvojen vv aa pppppp 95. persentiili seuraavasti: Asetetaan arvot (vv aa) ii,kk kussakin nopeusluokassa nousevaan järjestykseen kaikille tiedostoille, joissa a i,k > 0,1m/s 2, ja määritetään näiden otosten kokonaismäärä MM kk. Asetetaan persentiiliarvot arvoille (vv aa pppppp ) jj,kk, joissa a i,k 0,1 m/s 2, seuraavasti: Pienin arvo vv aa pppppp saa persentiilin 1/MM kk, toiseksi pienin persentiilin 2/MM kk, kolmanneksi pienin persentiilin 3/MM kk ja suurin persentiilin MM kk MM kk = 100%. vv aa pppppp _[95] on arvo (vv a kk pppppp ) jj,kk, jolloin jj/mm kk = 95%. Jos jj/mm kk = 95% ei toteudu, lasketaan arvo vv aa pppppp _[95] lineaarisella interpoloinnilla perättäisistä otoksista j ja j+1, jolloin jj/mm kk kk < 95% ja (jj + 1)/MM kk > 95%. Lasketaan suhteellinen positiivinen kiihtyvyys nopeusluokittain seuraavasti: RRRRRR kk = jj ( tt (vv aa pppppp ) jj,kk )/ ii dd ii,kk, jj = 11 MM kk, ii = 11 NN kk, kk = uu, rr, mm jossa RPA k t M k N k on suhteellinen positiivinen kiihtyvyys kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksilla [m/s 2 tai kws/(kg*km)] on aikaero 1 sekunti on otosten määrä kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksilla, kun kiihtyvyys on positiivinen on otosten kokonaismäärä kaupunki-, maantie- ja moottoritieosuuksilla. 218

26 4. AJOMATKAN PÄTEVYYDEN TODENTAMINEN Arvon v*a pos_[95] todentaminen nopeusluokittain (v [km/h]) Jos vv kk 74,6kkkk/h ja (v a pos ) k [95] > (0,136 v k + 14,44) toteutuu, ajomatka on pätemätön. Jos vv kk > 74,6kkkk/h ja vv aa pppppp _[95] > (0,0742 kk vv kk + 18,966) toteutuu, ajomatka on pätemätön RPA:n todentaminen nopeusluokittain Jos vv kk 94,05kkkk/h ja RRRRRR kk < ( 0,0016 vv kk + 0,1755) toteutuu, ajomatka on pätemätön. Jos vv kk > 94,05kkkk/h ja RRRRRR kk < 0,025 toteutuu, ajomatka on pätemätön. Lisäys 7 b Menettely PEMS-ajomatkan kumulatiivisen positiivisen korkeuseron määrittämiseksi 1. JOHDANTO Tässä lisäyksessä kuvaillaan menettely, jolla määritetään PEMS-ajomatkan kumulatiivinen positiivinen korkeusero. 2. SYMBOLIT, PARAMETRIT JA YKSIKÖT d(0) matka ajomatkan alussa [m] d kuljettu matka tarkasteltavassa reittipisteessä [m] d 0 kuljettu matka mittaukseen välittömästi ennen vastaavaa reittipistettä d [m] d 1 kuljettu matka mittaukseen välittömästi vastaavan reittipisteen d jälkeen [m] d a vertailureittipiste kohdassa d(0) [m] d e kuljettu matka viimeisessä tarkasteltavassa reittipisteessä [m] d i hetkellinen matka [m] d tot kokonaistestimatka [m] h(0) ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta ajomatkan alussa tietojen laatuun liittyvän tarkastelun ja periaatteellisen todentamisen jälkeen [m merenpinnan yläpuolella] h(t) ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t tietojen laatuun liittyvän tarkastelun ja periaatteellisen todentamisen jälkeen [m merenpinnan yläpuolella] h(d) ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta reittipisteessä d [m merenpinnan yläpuolella] 219

27 h(t-1) ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t-1 tietojen laatuun liittyvän tarkastelun ja periaatteellisen todentamisen jälkeen [m merenpinnan yläpuolella] h corr (0) korjattu sijaintikorkeus merenpinnasta välittömästi ennen vastaavaa reittipistettä d [m merenpinnan yläpuolella] h corr (1) korjattu sijaintikorkeus merenpinnasta välittömästi vastaavan reittipisteen d jälkeen [m merenpinnan yläpuolella] h corr (t) korjattu ajoneuvon hetkellinen sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t [m merenpinnan yläpuolella] h corr (t-1) korjattu ajoneuvon hetkellinen sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t-1 [m merenpinnan yläpuolella] h GPS,i GPS:llä mitattu ajoneuvon hetkellinen sijaintikorkeus merenpinnasta [m merenpinnan yläpuolella] h GPS (t) GPS:llä mitattu ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t [m merenpinnan yläpuolella] h int (d) interpoloitu sijaintikorkeus merenpinnasta tarkasteltavassa reittipisteessä d [m merenpinnan yläpuolella] h int,sm,1 (d) tasoitettu interpoloitu sijaintikorkeus merenpinnasta ensimmäisen tasoituksen jälkeen tarkasteltavassa reittipisteessä d [m merenpinnan yläpuolella] h map (t) topografiseen karttaan perustuva ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t [m merenpinnan yläpuolella] Hz hertsiä km/h kilometriä tunnissa m metriä road grade,1 (d) tasoitettu tien pystykaltevuusarvo tarkasteltavassa reittipisteessä d ensimmäisen tasoituksen jälkeen [m/m] road grade,2 (d) tasoitettu tien pystykaltevuusarvo tarkasteltavassa reittipisteessä d toisen tasoituksen jälkeen [m/m] sin trigonometrinen sinifunktio t testin alusta kulunut aika [s] t 0 kulunut aika mittauskohdassa välittömästi ennen vastaavaa reittipistettä d [s] v i ajoneuvon hetkellinen nopeus [km/h] v(t) ajoneuvon nopeus kohdassa t [km/h] 3. YLEISET VAATIMUKSET RDE-ajomatkan kumulatiivinen positiivinen korkeusero määritetään kolmen parametrin perusteella: ajoneuvon hetkellinen sijaintikorkeus merenpinnasta h GPS,i [m merenpinnan yläpuolella] mitattuna GPS:llä, ajoneuvon hetkellinen nopeus v i [km/h] kirjattuna taajuudella 1 Hz ja vastaava aika t [s] testin alusta mitattuna. 220

28 4. KUMULATIIVISEN POSITIIVISEN KORKEUSERON LASKEMINEN 4.1. Yleistä RDE-ajomatkan kumulatiivinen positiivinen korkeusero lasketaan kolmivaiheisesti: i) tehdään tietojen laatuun liittyvä seulonta ja periaatteellinen todentaminen, ii) korjataan tieto ajoneuvon hetkellisestä sijaintikorkeudesta merenpinnasta ja iii) lasketaan kumulatiivinen positiivinen korkeusero Tietojen laatuun liittyvä seulonta ja periaatteellinen todentaminen Tarkastetaan ajoneuvon hetkellistä nopeutta koskevien tietojen täydellisyys. Puuttuvien tietojen tapauksessa voidaan suorittaa korjaus, jos puutteet ovat lisäyksessä 4 olevassa 7 kohdassa vahvistettujen vaatimusten rajoissa. Muussa tapauksessa testitulokset mitätöidään. Tarkastetaan hetkellistä sijaintikorkeutta merenpinnasta koskevien tietojen täydellisyys. Täydennetään tietoaukot interpoloimalla. Tarkistetaan interpoloitujen tietojen oikeellisuus topografisen kartan avulla. Interpoloidut tiedot on suositeltavaa korjata, jos seuraava ehto toteutuu: h GGGGGG (tt) h mmmmmm (tt) > 40mm Korjataan korkeustiedot, jotta seuraava ehto toteutuu: h(tt) = h mmmmmm (tt) jossa h(t) ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t tietojen laatuun liittyvän tarkastelun ja periaatteellisen todentamisen jälkeen [m merenpinnan yläpuolella] h GPS (t) GPS:llä mitattu ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t [m merenpinnan yläpuolella] h map (t) topografiseen karttaan perustuva ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t [m merenpinnan yläpuolella] 4.3. Ajoneuvon hetkellistä sijaintikorkeutta merenpinnasta koskevien tietojen korjaaminen Määritetään sijaintikorkeus merenpinnasta h(0) matkan alussa kohdassa d(0) GPS:llä, ja tarkistetaan sen oikeellisuus topografisen kartan tietojen perusteella. Poikkeama saa olla enintään 40 m. Korjataan hetkellistä sijaintikorkeutta merenpinnasta koskevat tiedot h(t), jos seuraava ehto toteutuu: h(tt) h(tt 1) > (vv(tt) 3,6 ssssss45 ) Korjataan korkeustiedot, jotta seuraava ehto toteutuu: h cccccccc (tt) = h cccccccc (tt 1) jossa 221

29 h(t) ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t tietojen laatuun liittyvän tarkastelun ja periaatteellisen todentamisen jälkeen [m merenpinnan yläpuolella] h(t-1) ajoneuvon sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t-1 tietojen laatuun liittyvän tarkastelun ja periaatteellisen todentamisen jälkeen [m merenpinnan yläpuolella] v(t) ajoneuvon nopeus kohdassa t [km/h] h corr (t) korjattu ajoneuvon hetkellinen sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t [m merenpinnan yläpuolella] h corr (t-1) korjattu ajoneuvon hetkellinen sijaintikorkeus merenpinnasta pisteessä t-1 [m merenpinnan yläpuolella] Kun korjaus on saatu päätökseen, laaditaan pätevä korkeustiedosto. Tätä tiedostoa käytetään kumulatiivisen positiivisen korkeuseron laskemiseen 13.4 kohdassa kuvatusti Kumulatiivisen positiivisen korkeuseron lopullinen laskeminen Yhtenäisen spatiaalisen resoluution vahvistaminen Määritetään ajomatkalla ajettu kokonaismatka d tot [m] hetkellisten matkojen d i summana. Määritetään hetkellinen matka d i seuraavasti: dd ii = vv ii 3,6 jossa d i hetkellinen matka [m] v i ajoneuvon hetkellinen nopeus [km/h] Lasketaan kumulatiivinen korkeusero 1 m:n spatiaalisella resoluutiolla saaduista tiedoista aloittaen ensimmäisestä, ajomatkan alussa d(0) tehdystä mittauksesta. Resoluutiolla 1 m saadut tietopisteet eli reittipisteet määrittävät ominaisuudet ovat matka-arvo d (esim. 0, 1, 2, 3 m...) ja sitä vastaava korkeus merenpinnasta h(d) [m merenpinnan yläpuolella]. Lasketaan kunkin tarkasteltavan reittipisteen d sijaintikorkeus merenpinnasta interpoloimalla hetkellisestä korkeudesta merenpinnasta h corr (t) seuraavasti: h iiiiii (dd) = h cccccccc (0) + h cccccccc(1) h cccccccc (0) dd 1 dd 0 (dd dd 0 ) jossa h int (d) interpoloitu sijaintikorkeus merenpinnasta tarkasteltavassa reittipisteessä d [m merenpinnan yläpuolella] h corr (0) korjattu sijaintikorkeus merenpinnasta välittömästi ennen vastaavaa reittipistettä d [m merenpinnan yläpuolella] 222

30 h corr (1) korjattu sijaintikorkeus merenpinnasta välittömästi vastaavan reittipisteen d jälkeen [m merenpinnan yläpuolella] d kuljettu matka tarkasteltavassa reittipisteessä d [m] d 0 kuljettu matka mittaukseen välittömästi ennen vastaavaa reittipistettä d [m] d 1 kuljettu matka mittaukseen välittömästi vastaavan reittipisteen d jälkeen [m] Tietojen lisätasoitus Tasoitetaan kullekin tarkasteltavalle reittipisteelle saatu korkeus merenpinnasta -tieto kaksivaiheisella menettelyllä, jossa d a on ensimmäinen ja d e viimeinen piste (kuva 1). Tehdään ensimmäinen tasoitus seuraavasti: rrrrrrrr gggggggggg,1 (dd) = h iiiiii (dd + 200mm) h iiiiii(dd aa ) (dd + 200mm) rrrrrrrr gggggggggg,1 (dd) = h iiiiii (dd + 200mm) h iiiiii(dd 200mm) (dd + 200mm) (dd 200mm) rrrrrrrr gggggggggg,1 (dd) = h iiiiii (dd ee ) h iiiiii(dd 200mm) dd ee (dd 200mm) jjjjjj dd 200mm jjjjjj 200mm < dd < (dd ee 200mm) jjjjjj dd (dd ee 200mm) h iiiiii,ssss,1 (dd) = h iiiiii,ssss,1 (dd 1mm) + rrrrrrrr gggggggggg,1 (dd), dd = dd aa + 1 dd ee h iiiiii,ssss,1 (dd aa ) = h iiiiii (dd aa ) + rrrrrrrr gggggggggg,1 (dd aa ) jossa road grade,1 (d) tasoitettu tien pystykaltevuusarvo tarkasteltavassa reittipisteessä ensimmäisen tasoituksen jälkeen [m/m] h int (d) interpoloitu sijaintikorkeus merenpinnasta tarkasteltavassa reittipisteessä d [m merenpinnan yläpuolella] h int,sm,1 (d) tasoitettu interpoloitu sijaintikorkeus merenpinnasta ensimmäisen tasoituksen jälkeen tarkasteltavassa reittipisteessä d [m merenpinnan yläpuolella] d kuljettu matka tarkasteltavassa reittipisteessä [m] d a vertailureittipiste, kun matka on 0 metriä [m] d e kuljettu matka viimeisessä tarkasteltavassa reittipisteessä [m] Tehdään toinen tasoitus seuraavasti: rrrrrrrr gggggggggg,2 (dd) = h iiiiii,ssss,1 (dd + 200mm) h iiiiii,ssss,1(dd aa ) (dd + 200mm) rrrrrrrr gggggggggg,2 (dd) = h iiiiii,ssss,1 (dd + 200mm) h iiiiii,ssss,1(dd 200mm) (dd + 200mm) (dd 200mm) rrrrrrrr ggggggdddd,2 (dd) = h iiiiii,ssss,1 (dd ee ) h iiiiii,ssss,1(dd 200mm) dd ee (dd 200mm) jjjjjj dd 200mm jjjjjj 200mm < dd < (dd ee 200mm) jjjjjj dd (dd ee 200mm) 223

31 jossa road grade,2 (d) tasoitettu tien pystykaltevuusarvo tarkasteltavassa reittipisteessä toisen tasoituksen jälkeen [m/m] h int,sm,1 (d) tasoitettu interpoloitu sijaintikorkeus merenpinnasta ensimmäisen tasoituksen jälkeen tarkasteltavassa reittipisteessä d [m merenpinnan yläpuolella] d kuljettu matka tarkasteltavassa reittipisteessä [m] d a vertailureittipiste, kun matka on 0 metriä [m] d e kuljettu matka viimeisessä tarkasteltavassa reittipisteessä [m] 224

32 Kuva 1 Menettely interpoloitujen korkeussignaalien tasoittamiseksi Lopullisen tuloksen laskeminen Lasketaan ajomatkan positiivinen kumulatiivinen korkeusero integroimalla kaikki positiiviset interpoloidut ja tasoitetut tien pystykaltevuusarvot road grade,2 (d). Tulos on hyvä normalisoida testin kokonaismatkalla d tot ja ilmaista metreinä kumulatiivista korkeuseroa sataa kilometriä kohti. 5. NUMEERINEN ESIMERKKI Taulukoissa 1 ja 2 esitetään vaiheet, joilla lasketaan positiivinen korkeusero käyttäen perustana PEMS-järjestelmän kanssa tehdyn maantietestin aikana kirjattuja tietoja. Selkeyden vuoksi tässä esitetään vain otos, jossa arvot ovat 800 m ja 160 s Tietojen laatuun liittyvä seulonta ja periaatteellinen todentaminen Tietojen laatuun liittyvä seulonta ja periaatteellinen todentaminen on kaksivaiheinen. Ensin tarkastetaan ajoneuvon nopeutta koskevien tietojen täydellisyys. Tässä otoksessa ei ole ajoneuvon nopeuteen liittyviä tietoaukkoja (ks. taulukko 1). Seuraavaksi tarkastetaan sijaintikorkeus merenpinnasta -tietojen täydellisyys. Otoksessa puuttuvat sekunteihin 2 ja 3 liittyvät korkeustiedot. Täydennetään aukot interpoloimalla GPS-signaali. Lisäksi todennetaan GPS:n korkeustiedot topografisen kartan avulla. Todennus sisältää korkeusarvon h(0) matkan alussa. Korjataan sekunteihin liittyvät korkeustiedot topografisen kartan perusteella, jotta seuraava ehto toteutuu: h GGGGGG (tt) h mmmmmm (tt) < 40mm 225

33 Tietojen todennuksen tuloksena saadaan viidennen sarakkeen tiedot h(t) Ajoneuvon hetkellistä sijaintikorkeutta merenpinnasta koskevien tietojen korjaaminen Seuraavassa vaiheessa korjataan sekuntien 1 4, ja korkeustiedot h(t) käyttämällä sekuntien 0, 110 ja 158 korkeusarvoja, koska näiden aikavälien sijaintikorkeus merenpinnasta - tietoihin sovelletaan seuraavaa ehtoa: h(tt) h(tt 1) > (vv(tt) 3,6 ssssss45 ) Tietojen korjauksen tuloksena saadaan kuudennen sarakkeen tiedot h corr (t). Korkeustietojen varmentamisen ja korjaamisen vaikutukset kuvataan kuvassa Kumulatiivisen positiivisen korkeuseron laskeminen Yhtenäisen spatiaalisen resoluution vahvistaminen Lasketaan hetkellinen matka d i jakamalla ajoneuvon hetkellinen nopeus (km/h) tekijällä 3,6 (taulukon 1 sarake 7). Laskemalla korkeustiedot uudelleen 1 m:n yhtenäisen spatiaalisen resoluution saamiseksi saadaan reittipisteet d (taulukon 2 sarake 1) ja niitä vastaavat korkeusarvot h int (d) (taulukon 2 sarake 7). Lasketaan kunkin reittipisteen d sijaintikorkeus merenpinnasta interpoloimalla mitatusta hetkellisestä korkeudesta merenpinnasta h corr seuraavasti: 120,3 120,3 h iiiiii (0) = 120,3 + (0 0) = 120,3000 0, ,6 132,5 h iiiiii (520) = 132,5 + ( ,9) = 132, ,6 519, Tietojen lisätasoitus Taulukossa 2 ensimmäinen reittipiste d a = 0 m ja viimeinen reittipiste d e = 799 m. Tasoitetaan kunkin tarkasteltavan reittipisteen sijaintikorkeus merenpinnasta -tieto kaksivaiheisella menettelyllä. Ensimmäinen tasoitus: rrrrrrrr gggggggggg,1 (0) = h iiiiii (200mm) h iiiiii (0) ( mm) = 120, , = 0,0033 vvvvvvvvvvvvvv tttttttttttttttttttttt oooooooooooooooooooooooooooo, kkkkkk dd 200 mm rrrrrrrr gggggggggg,1 (320) = h iiiiii (520) h iiiiii (120) (520) (120) = 132, ,0 400 = 0,0288 vvvvvvvvvvvvvv tttttttttttttttttttttt oooooooooooooooooooooooooooo, kkkkkk 200 mm < dd < (599 mm) rrrrrrrr gggggggggg,1 (720) = h iiiiii (799) h iiiiii (520) 799 (520) = 121, , = 0,

34 vvvvvvvvvvvvvv tttttttttttttttttttttt oooooooooooooooooooooooooooo, kkkkkk dd (599 mm) Lasketaan tasoitettu ja interpoloitu korkeusarvo seuraavasti: h iiiiii,ssss,1 (0) = h iiiiii (0) + rrrrrrrr gggggggggg,1 (0) = 120,3 + 0, ,3033 mm h iiiiii,ssss,1 (799) = h iiiiii,ssss,1 (798) + rrrrrrrr gggggggggg,1 (799) = 121,2550 0,0220 = 121,2330 mm Toinen tasoitus: rrrrrrrr gggggggggg,2 (0) = h iiiiii,ssss,1 (200) h iiiiii,ssss,1 (0) (200) vvvvvvvvvvvvvv tttttttttttttttttttttt oooooooooooooooooooooooooooo, kkkkkk dd 200 mm rrrrrrrr gggggggggg,2 (320) = h iiiiii,ssss,1 (520) h iiiiii,ssss,1 (120) (520) (120) = 119, ,3033 (200) vvvvvvvvvvvvvv tttttttttttttttttttttt oooooooooooooooooooooooooooo, kkkkkk 200mm < dd < (599) rrrrrrrr gggggggggg,2 (720) = h iiiiii,ssss,1 (799) h iiiiii,ssss,1 (520) 799 (520) vvvvvvvvvvvvvv tttttttttttttttttttttt oooooooooooooooooooooooooooo, kkkkkk dd (599mm) = = 123, , , , = 0,0017 = 0,0087 = 0, Lopullisen tuloksen laskeminen Lasketaan ajomatkan positiivinen kumulatiivinen korkeusero integroimalla kaikki positiiviset interpoloidut ja tasoitetut tien pystykaltevuusarvot eli taulukon 2 sarakkeessa road grade,2 (d) olevat arvot. Koko tiedostoa tarkasteltaessa ajomatkan kokonaispituus oli d tot = 139,7 km ja kaikki positiiviset interpoloidut ja tasoitetut tien pystykaltevuusarvot 516 m. Positiiviseksi kumulatiiviseksi korkeuseroksi saatiin näin 516*100/139,7 = 370 m/100 km. 227